1.徐州一中综合实践活动（研究性学习）课题实施方案申报表

2.徐州一中综合实践活动（研究性学习）记录表

注：1、由课题组长指派专人负责填写，备追踪课题研究过程时使用。

2、本表一式三份，交由年级处、指导教师、课题组长存档。

3.徐州一中综合实践活动（研究性学习）课题研究成果报告

4.小液流法测定不同植物叶片的水势大小

姓          名 王奕欣 李沅芷 魏语泽 刘若汐 汪俊含

指  导 教 师 杜星星

学          校 徐州市第一中学

日          期          2025年11月23日

小液流法测定不同植物叶片的水势大小

学生姓名  王奕欣 李沅芷 刘若汐 魏语泽 汪俊含  

指导教师 杜星星

摘要

为探究不同绿化植物叶片的水分生理特征，本实验采用小液流法，以杏、枫、石楠三种常见植物叶片为材料，通过系列浓度蔗糖溶液梯度，测定并比较其叶片水势。结果显示：三种植物叶片水势差异显著，水势由高到低依次为杏叶（-0.7483 MPa）> 枫叶（-0.9977 MPa）> 石楠叶（-1.4965 MPa），表明石楠叶细胞吸水能力最强，杏叶最弱。本实验操作简便、结果可靠，可为植物水分管理及绿化用水合理配置提供基础数据支撑。

关键词：小液流法；叶片水势；杏；枫；石楠；水分生理

一、研究背景

植物水势是衡量植物体内水分状况与吸水能力的核心生理指标，直接反映植物细胞的水分亏缺程度，其数值变化与植物光合作用、呼吸作用、物质运输等核心生理过程密切相关，对植物的生长发育、抗逆性及环境适应性具有关键调控作用。在园林绿化领域，植物水势更是判断植物需水状况的科学依据，能为精准灌溉提供量化参考，大幅提高水资源利用效率。尤其在干旱、半干旱地区的绿地养护，或是城市节水型园林管理中，通过测定植物水势可精准识别其水分胁迫状态，有效避免过度灌溉造成的水资源浪费和土壤盐渍化，也能防止缺水导致的植株萎蔫、生长受阻，在保障园林植物景观效果的同时，践行生态节水的养护理念。

小液流法是测定植物水势的经典方法，核心基于水分从高水势向低水势区域自由移动的渗透原理，通过间接观察染色液滴的移动方向，即可判定植物组织的水势高低，无需精密的专业仪器，兼具操作简便、成本低廉、结果直观的特点，广泛适用于植物生理学基础实验教学、野外植物样本快速筛查，以及园林养护中批量植物的水势初测，是基层科研和生产实践中测定植物水势的实用手段。该方法的操作核心是将植物组织置于梯度浓度的蔗糖溶液中，利用植物组织与外界溶液间的水分交换，改变蔗糖溶液的浓度和比重；随后向浸过植物组织的溶液中加入微量染色剂，吸取染色后的溶液制成液滴，缓慢放入未浸过组织的同浓度蔗糖溶液中部，通过观察液滴的升降或静止状态判断水势关系。

液滴的移动方向对应着明确的水势差异：若液滴上浮，说明植物组织失水导致外液浓度降低、比重变小，即植物组织水势高于外界蔗糖溶液；若液滴下沉，表明植物组织吸水使外液浓度升高、比重变大，即植物组织水势低于外界蔗糖溶液；若液滴保持静止，则代表植物组织与外界蔗糖溶液的水势达到平衡，此时蔗糖溶液的渗透势即为该植物组织的水势值。结合实验公式Ψs=-iCRT即可完成精准计算，其中蔗糖溶液的等渗系数i为1，只需代入气体常数、绝对温度和溶液摩尔浓度，就能得出以MPa为单位的植物水势数值。

从实际应用来看，小液流法可适配叶片、茎段等多种植物样本，实验过程中只需把控好样本采集、溶液配置、染色剂量等关键环节，就能有效减少误差，获得可靠数据。如在校园或小区的植物水势测定实验中，可轻松完成杏叶、枫叶、石楠叶等常见园林植物的水势检测，通过数值差异明确不同植物的水分亏缺情况，为后续的针对性灌溉和养护提供直接参考。这一方法将抽象的植物水势概念转化为直观的实验现象，既在教学中帮助学习者理解植物水分代谢的原理，也在园林绿化实践中为科学养护提供了简易可行的技术手段，是连接植物生理学理论与园林生产实践的重要桥梁。

二、实验材料与仪器

（一）实验材料

杏、枫、石楠新鲜叶片，均采自小区，选取生长健壮、无病虫害的完整叶片，避免叶脉干扰。

（二）实验仪器与试剂

• 仪器：打孔器、离心管、移液管、滴管、标签纸、白纸

• 试剂：系列浓度蔗糖溶液（0.1~0.8 mol/L）、0.1%甲烯蓝染色液

三、实验方法

1. 叶片处理

采集三种植物叶片，注意将新叶与老叶区分，立即浸入水中保湿，避免水分流失。用打孔器避开叶脉，每种叶片各打100个叶圆片，每20片为一组，分别装入标号B1–B5的离心管中。

2. 蔗糖溶液处理

向各离心管中加入2 mL对应浓度蔗糖溶液，室温静置20~30分钟，期间轻轻摇动数次，促进叶片与溶液间水分平衡。

3. 染色与液滴观察

向各离心管中加入微量甲烯蓝粉末，摇匀至溶液呈浅蓝色。用滴管吸取蓝色处理液，缓慢伸入对应浓度的空白蔗糖溶液（A1–A5）中部，缓慢放出1滴蓝色液滴，观察并记录液滴移动方向。

4. 水势计算

当液滴静止不动时，叶片水势与该浓度蔗糖溶液渗透势相等。根据范特霍夫公式计算水势：

\Psi_s = -iCRT

其中：\Psi_s为水势（MPa），i=1（蔗糖非电解质），C为摩尔浓度（mol/L），R=0.008314\ \text{MPa·L/(mol·K)}，T=273+t（t为实验温度，℃）。

四、实验结果

（一）液滴移动现象记录

• 杏叶：新叶A₂静止；老叶A₃静止

• 枫叶：新叶A₃静止；老叶A₄静止

• 石楠叶：新叶A₄静止；老叶A₅静止（初始浓度偏低，重新配制高浓度溶液）

（二）水势测定结果

表 不同植物新叶与老叶水势测定结果

五、结果分析

1. 植物间水势差异：三种植物水势由高到低为杏 > 枫 > 石楠，石楠吸水能力最强，抗旱性较强；杏最弱，对水分更敏感。

2. 叶龄差异：同一植物新叶水势显著高于老叶，新叶代谢旺盛、渗透物质少，水势高、吸水弱；老叶渗透物质积累，水势低、吸水强，符合水分生理规律。

3. 实验可靠性：液滴静止现象清晰，重复一致性好，小液流法可有效区分植物及叶龄水势差异。

六、结论

一、本实验采用小液流法成功完成杏叶、枫叶、石楠叶三种常见园林植物的叶片水势测定，最终得出精准数值，其中杏叶水势为-0.7483 MPa，枫叶水势为-0.9977 MPa，石楠叶水势为-1.4965 MPa，三者水势排序为杏叶＞枫叶＞石楠叶。该数值差异直观体现出三种植物体内的水分亏缺程度与吸水能力不同，杏叶水势相对较高，说明其水分亏缺情况更明显，而石楠叶水势更低，体内水分状态更充沛，实验数据为后续分析植物水分特征提供了量化依据。

二、不同植物间的水势差异，本质反映了各类植物自身独特的水分适应策略，这一实验结果在园林绿化养护的实际生活中具有重要应用价值。在小区、校园、城市绿地等日常绿化管理中，可依据不同植物的水势特点制定差异化灌溉方案，针对杏叶这类水势较高、易缺水的植物适当增加灌溉频次与水量，对石楠叶这类水分充沛的植物减少灌溉，以此实现绿化用水的合理配置，避免水资源浪费，提升园林灌溉的科学性与效率，同时更好地保障植物正常生长。

三、实验全程验证了小液流法在植物水势测定中的实用性与稳定性，该方法操作简便、成本低廉，无需精密仪器，结果直观易判断，非常适合中学生物学实验教学，能让学生通过实操理解植物水分代谢的核心原理。同时，该方法也可在生活中广泛推广，适用于校园绿地、社区绿植、城市街边行道树等多种场景的植物水势快速测定，为基层绿化养护人员提供简易可行的技术手段，助力日常植物养护与绿地生态管理，兼具教学价值与实际应用价值。

七、参考文献

[1] 潘瑞炽. 植物生理学（第七版）[M]. 北京: 高等教育出版社, 2012.

[2] 李合生. 植物生理生化实验原理和技术（第二版）[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006.

[3] 中国国家标准. GB/T 3543.6-1995 农作物种子检验规程 水分测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 1995.

附录